Lehdistötiedote

Asteroidin anatomia

5. helmikuuta 2014

ESOn NTT-teleskooppia (New Technology Telescope) on käytetty löydettäessä ensimmäinen todiste siitä, että asteroideilla voi olla hyvin vaihteleva sisäinen rakenne. Tekemällä hienostuneen tarkkoja mittauksia tähtitieteilijät havaitsivat, että asteroidi Itokawan eri osilla on eri tiheys. Asteroidien muodostumisen salaisuuksien paljastamisen lisäksi niiden pinnanalaisten ominaisuuksien tutkiminen saattaa myös auttaa ymmärtämään mitä tapahtuu, kun kappaleet törmäävät aurinkokunnassa, sekä tarjota vihjeitä siitä kuinka planeetat muodostuvat.

Käyttämällä hyvin tarkkoja maanpäällisiä havaintoja Stephen Lowry (University of Kent, Iso-Britannia) on kollegoineen mitannut Maan radan lähellä kiertävän asteroidi (25143) Itokawan pyörimisnopeuden ja kuinka tuo pyörimisnopeus muuttuu ajan myötä. He ovat yhdistäneet nämä herkät havainnot uuteen teoreettiseen tutkimukseen siitä kuinka asteroidit säteilevät lämpöä.

Tämä pieni asteroidi on kiehtova kohde sillä sillä on outo maapähkinän muoto, jonka on paljastanut japanilainen avaruusalus Hayabusa vuonna 2005. Sen sisäosien luotaamiseksi Lowryn tutkimusryhmä käytti muiden [1] muassa Chilessä sijaitsevan ESOn La Sillan observatorion NTT-teleskoopilla (New Technology Telescope) vuosina 2001—2013 taltioituja kuvia mitatakseen sen kirkkauden vaihteluita sen pyöriessä akselinsa ympäri. Tätä ajoitusaineistoa käytettiin seuraavaksi pääteltäessä asteroidin pyörähdysjakson pituus hyvin tarkasti ja määritettäessä kuinka se muuttuu ajan myötä. Kun tämä yhdistettiin tietoon asteroidin muodosta he saattoivat tutkia sen sisäosia ja paljastaa kautta aikojen ensimmäistä kertaa sen ytimen monimutkainen rakenne [2].

"Tämä on ensimmäinen kerta koskaan, kun olemme kyenneet määrittämään millaista asteroidin sisällä on," selittää Lowry. "Me voimme nähdä, että Itokawalla on hyvin vaihteleva rakenne. Tämä löytö on merkittävä askel eteenpäin ymmärtämyksessämme aurinkokunnan kivikappaleista."

Asteroidin ja muiden avaruudessa olevien pienten kappaleiden pyörimiseen vaikuttaa auringonvalo. Tämä Yarkovsky-O’Keefe-Radzievskii-Paddack (YORP) -ilmiö esiintyy, kun kappaleen absorboima auringonvalo säteilee edelleen ulos sen pinnalta lämpönä. Kun asteroidin muoto on hyvin epäsäännöllinen lämpö ei säteile tasaisesti ja tämä aiheuttaa pikkuruisen, mutta jatkuvan väännön kappaleeseen ja muuttaa sen pyörädysjakson pituutta [3], [4].

Lowryn tutkimusryhmä mittasi YORP-ilmiön kiihdyttävän hitaasti Itokawan pyörimisnopeutta. Muutos pyörähdysajassa on pikkuruinen — vain 0.045 sekuntia vuodessa. Tämä oli kuitenkin hyvin erilainen tulos odotuksiin nähden ja on selitettävissä vain jos asteroidin maapähkinän muodon kahdella osalla on eri tiheys.

Tämä on ensimmäinen kerta, kun tähtitieteilijät ovat löytäneet todisteita asteroidien hyvin vaihtelevasta sisäisestä rakenteesta. Tähän asti asteroidin sisäosien ominaisuuksia saatettiin päätellä vain käyttäen summittaisia tiheysmittauksia koko asteroidista. Tämä harvinainen vilaus Itokawan vaihteleviin sisuksiin on johtanut vilkkaaseen spekulointiin sen muodostumisesta. Yksi vaihtoehto on, että se muodostui kahdesta kaksoisasteroidin komponentista sen jälkeen, kun ne törmäsivät toisiinsa ja yhdistyivät.

Lowry lisäsi, "Asteroidien epähomogeenisten sisäosien havaitsemisella on pitkälle kantavat vaikutukset, erityisesti kaksoisasteroidien muodostumismalleihin. Se saatta myös auttaa tutkimusta, joka pyrkii vähentämään asteroiditörmäysten uhkaa Maapallolle, tai suunnittelemaan tulevaisuudessa matkoja näille kivisille kappaleille."

Tämä uusi kyky luodata asteroidien sisäosia on merkittävä askel eteenpäin ja saattaa auttaa selvittämään monia näiden arvoituksellisten kohteiden salaisuuksia.

Lisähuomiot

[1] NTT:n lisäksi seuraavia teleskooppeja käytettiin tämän tutkimuksen kirkkausmittauksiin: Palomarin observatorion 60-tuuman teleskooppi (Kalifornia, USA), Table Mountain Observatory (Kalifornia, USA), Steward Observatory 60-tuuman teleskooppi (Arizona, USA), Steward Observatory 90 tuuman Bok-teleskooppi (Arizona, USA), 2-metrin Liverpool-teleskooppi (La Palma, Espanja), 2.5-metrin Isaac Newton -teleskooppi (La Palma, Espanja) ja Palomarin observatorion 5-metrin Hale-teleskooppi (Kalifornia, USA).

[2] Sisustan tiheyden havaittiin vaihtelevan arvojen 1.75 ja 2.85 grammaa per kuutiosenttimetri välillä. Kaksi tiheyttä viittaavat Itokawan kahteen erilliseen osaan.

[3] Yksinkertaisena ja karkeana vertauksena YORP-vaikutukseen, jos propelliin suuntaisi riittävän voimakkaan valonsäteen se alkaisi hitaasti pyöriä vastaavan ilmiön johdosta.

[4] Lowry ja kollegat olivat ensimmäisiä, jotka havaitsivat ilmiön toiminnassa pienellä asteroidilla, joka tunnetaan nimellä 2000 PH5 (nyttemmin 54509 YORP, ks. eso0711). ESOn laitteilla oli kriittinen rooli myös tässä aikaisemmassa tutkimuksessa.

Lisätietoa

Tämä tutkimus esitettiin tutkimusjulkaisussa “The Internal Structure of Asteroid (25143) Itokawa as Revealed by Detection of YORP Spin-up”, jonka kirjoittivat Lowry et al. Julkaisu ilmestyy julkaisusarjassa Astronomy & Astrophysics.

Tutkimusryhmään kuuluvat S.C Lowry (Centre for Astrophysics and Planetary Science, School of Physical Sciences (SEPnet), The University of Kent, Iso-Britannia), P.R. Weissman (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, USA [JPL]), S.R. Duddy (Centre for Astrophysics and Planetary Science, School of Physical Sciences (SEPnet), The University of Kent, Iso-Britannia), B.Rozitis (Planetary and Space Sciences, Department of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, Iso-Britannia), A. Fitzsimmons (Astrophysics Research Centre, University Belfast, Belfast, Iso-Britannia), S.F. Green (Planetary and Space Sciences, Department of Physical Sciences, The Open University, Milton Keynes, Iso-Britannia), M.D. Hicks (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, USA), C. Snodgrass (Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung, Katlenburg-Lindau, Saksa), S.D. Wolters (JPL), S.R. Chesley (JPL), J. Pittichová (JPL) ja P. van Oers (Isaac Newton Group of Telescopes, Kanariansaaret, Espanja).

ESO on Euroopan johtava hallitustenvälinen tähtitieteen organisaatio ja maailman tieteellisesti tuotteliain tähtitieteellinen observatorio. ESO:lla on 15 jäsenmaata: Alankomaat, Belgia, Brasilia, Espanja, Iso-Britannia, Italia, Itävalta, Portugali, Ranska, Ruotsi, Saksa, Suomi, Sveitsi, Tanska ja Tšekin tasavalta. ESO toteuttaa kunnianhimoista ohjelmaa, joka keskittyy tehokkaiden maanpäällisten havaintovälineiden suunnitteluun, rakentamiseen ja käyttöön. Välineiden avulla tähtitieteilijät voivat tehdä merkittäviä tieteellisiä löytöjä. ESO:lla on myös johtava asema tähtitieteen tutkimuksen kansainvälisen yhteistyön edistämisessä ja organisoinnissa. ESO:lla on Chilessä kolme ainutlaatuista huippuluokan observatoriota: La Silla, Paranal ja Chajnantor. ESO:lla on Paranalilla Very Large Telescope (VLT), maailman kehittynein näkyvää valoa havainnoiva tähtitieteellinen observatorio, ja kaksi kartoitusteleskooppia. VISTA toimii infrapuna-alueella ja on maailman suurin kartoitusteleskooppi. VLT Survey Telescope on suurin vartavasten taivaan näkyvän valon kartoitukseen suunniteltu teleskooppi. ESO on maailman suurimman tähtitieteellisen projektin, vallankumouksellisen ALMA-teleskoopin eurooppalainen yhteistyökumppani. Parhaillaan ESO suunnittelee 39-metrin kokoista optisen/lähi-infrapuna-alueen European Extremely Large -teleskooppia (E-ELT) josta tulee “maailman suurin tähtitaivasta havainnoiva silmä”.

Linkit

• Tutkimusjulkaisu
• Valokuvia NTT-teleskoopista

Yhteystiedot

Stephen C. Lowry
The University of Kent
Canterbury, United Kingdom
Puh.: +44 1227 823584
Sähköposti: s.c.lowry@kent.ac.uk

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Puh.: +49 89 3200 6655
Matkapuhelin: +49 151 1537 3591
Sähköposti: rhook@eso.org

Katie Scoggins
Press Officer, Corporate Communications Office, University of Kent
Canterbury, United Kingdom
Puh.: +44 1227 823581
Sähköposti: K.Scoggins@kent.ac.uk

Pasi Nurmi (Lehdistön yhteyshenkilö Suomi)
ESO Science Outreach Network ja University of Turku
Turku, Finland
Puh.: +358 29 4504 358
Sähköposti: eson-finland@eso.org

Connect with ESO on social media